Download miễn phí Luận văn Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia đến tính chất cơ lý và độ bền thời tiết của màng polyolefin
MỤC LỤC
MỞ ðẦU . i
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN.2
1.1. Ưu ñiểm của màng phủ nhà lưới bằng chất dẻo .2
1.2. Quá trình phân huỷ của polyetylen sử dụng làm vật liệu che phủ nhà lưới.4
1.2.1. Phân huỷ nhiệt .4
1.2.1.1. Các phản ứng phân huỷ .4
1.2.1.2. Các phản ứng oxy hoá nhiệt .5
1.2.1.3. Cơ chế oxy hoá PE.6
1.2.2. Phân huỷ quang học .9
1.2.2.1. Quá trình hấp thụ ánh sáng .9
1.2.2.2. Cơ chế phân huỷ quang của PE .10
1.2.2.3. Ảnh hưởng của bức xạ tử ngoại .15
1.2.3. Phân huỷ cơ học.18
1.2.4. Phân huỷ hoá học .18
1.3. Quá trình ổn ñịnh quang và các phụ gia trong công nghệ chế tạo màng che phủ .19
1.3.1. Cơ chế quá trình ổn ñịnh quang .19
1.3.2. Các phụ gia ổn ñịnh quang cho polyetylen .20
1.3.3. Các phụ gia chống oxy hoá cho polyetylen .26
1.3.4. Các phụ gia hoạt ñộng bề mặt chống ñọng sương cho polyetylen .28
1.3.5. Các phụ gia khác .29
1.4 Tác dụng hiệp lực và ñối kháng – Các yếu tố chiphối việc lựa chọn chất ổn ñịnh .29
CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM .32
2.1. Nguyên vật liệu và hoá chất.32
2.2. Thiết bị nghiên cứu .32
2.3. Phương pháp thiến hành .33
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .37
3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của các phụ gia .37
3.1.1 Ảnh hưởng của một số phụ gia HALS ñến ñộ bền kéo ñứt của màng.37
3.1.2 Ảnh hưởng của một số phụ gia HALS ñến ñộ dãn dài của màng.38
3.1.3. Ảnh hưởng của một số phụ gia HALS ñến khả năng hấp thụ UV của màng .39
3.1.4. Ảnh hưởng của nồng ñộ Tinuvin 783 ñến tính chất hấp thụ và ñộ truyền qua .41
3.1.5 Ảnh hưởng của một số phụ gia oxi hóa ñến chỉ số cacbonyl của màng .43
3.1.7. Ảnh hưởng của nồng ñộ phụ gia chống oxi hóa AO ñến ñộ truyền qua và ñộ bền 44
3.1.8. Khả năng chống ñọng sương .46
3.2. Nghiên cứu các tính chất của màng trong ñiều kiện tự nhiên.47
3.2.1. Tính chất cơ lý .47
3.2.2. Mức ñộ oxy hoá quang .48
3.2.3. Phổ hồng ngoại .48
3.2.4. ðộ bền nhiệt.49
3.2.5. Hình thái học bề mặt .51
3.2.6. Khả năng chống ñọng sương .52
3.4. Thử nghiệm màng nhà kính ñể trồng hoa cúc.53
3.4.1. ðặc ñiểm sinh trưởng và phát triển của hoa cúc trồng trong nhà lưới.53
3.4.1.1. Các chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển củahoa cúc sau 20 ngày trồng .53
3.4.1.2. Các chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển củahoa cúc sau 40 ngày trồng.53
3.4.1.3. Các chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển củahoa cúc sau 60 ngày trồng .54
3.4.1.4. Các chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển củahoa cúc sau 80 ngày trồng .54
3.4.1.5. Chất lượng và các yếu tố cấu thành chất lượng của hoa cúc .54
3.4.2. ðánh giá sự thay ñổi tính chất của màng phủ trong quá trình khảo nghiệm và hiệu
quả kinh tế của mô hình .55
KẾT LUẬN.57
TÀI LIỆU THAM KHẢO .58
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
CH* và nếu Q* có thể phân tán ñược năng lượng dư có hại thì hệ sẽñược làm bền. Quá trình chuyển năng lượng chỉ có hiệu quả khi mức năng lượng
của Q thấp hơn mức năng lượng của Ch. Các chất ổn ñịnh chứa nickel là các
chất dập gốc tự do trước ñây thường ñược sử dụng nhờ tính hiệu quả và bền với
thuốc trừ sâu [12].
Gần ñây, nhất là ở châu Âu, các chất dập gốc tự do chứa nickel và kim
loại nặng ñã ñược thay thế bằng các chất ổn ñịnh quang amin cồng kềnh
(HALS). Tuy nhiên, các nhà cung cấp vẫn tìm kiếm nhu cầu ñối với loại chất ổn
ñịnh này. Hãng Great Lake ñã ñưa ra sản phẩm Lowilite® Q21 là hỗn hợp gồm
chất dập gốc tự do chứa nickel Lowilite® Q84 và chất hấp thụ UV Lowilite® 22.
22
Hỗn hợp này có ñiểm chảy thấp hơn so với các chất dập gốc chứa nickel thông
thường giúp cải thiện sự phân tán phụ gia trong màng che phủ nhà lưới [10,14].
Các chất ổn ñịnh quang amin cồng kềnh không làm biến ñổi màu sắc của
vật liệu nhựa và phù hợp với cả tiết diện dày và mỏng. HALS không hoạt ñộng
bằng cách hấp thụ bức xạ UV mà bằng cách phản ứng với gốc ñược tạo thành và
nhờ ñó hạn chế các phản ứng phân huỷ khi có mặt một số hoá chất (thuốc trừ
sâu, thuốc diệt côn trùng, hoá chất axit...) [12].
* Chất ổn ñịnh quang cấu trúc amin cồng kềnh (HALS)
Chất ổn ñịnh quang amin cồng kềnh (HALS) là một loại chất ức chế quan
trọng quá trình oxi hóa quang của polyme, ñặc biệt có hiệu quả với polyolefin.
Chất ổn ñịnh quang amin cồng kềnh (HALS) thường ñược ñưa vào các vật liệu
chất dẻo khác nhau trong những ứng dụng ngoài trời nhằm ngăn chặn quá trình
phân huỷ quang học. Các HALS bao gồm một nhóm amin vòng bậc 2 hay bậc
3 và một thành phần axit cacboxylic. ðể có thể sử dụng làm chất ổn ñịnh quang,
bất kỳ phụ gia polyme nào cũng phải tồn tại ñược ở nhiệt dộ cao sử dụng trong
quá trình gia công chất dẻo, bởi vậy, ñộ bền nhiệt của HALS là một tiêu chuẩn
quan trọng ñể lựa chọn chất ổn ñịnh quang. Trong khoảng 20-25 năm trở lại ñây,
nhiều tác giả ñã công bố các bài báo về cơ chế hoạt ñộng của chúng, sự tương
tác giữa chúng với các chất ổn ñịnh khác (chất chống oxi hóa phenolic, photphit,
thioete…) và cơ chế hoạt ñộng của chúng vẫn chưa hoàn toàn ñược làm sáng tỏ.
Trong hầu hết các ứng dụng, HALS ñược sử dụng cùng với các chất ổn ñịnh
khác ñể ñạt ñược hiệu quả ổn ñịnh tốt nhất của sản phẩm cuối cùng qua tất cả
các bước chế tạo. Theo các tài liệu công bố thì ñã có hơn 100 hợp chất
piperidine ñược tổng hợp nhưng chỉ có một vài hợp chất ñược sử dụng hiệu quả
làm chất ổn dịnh quang [15].
Cơ chế bảo vệ, ổn ñịnh quang của các hợp chất HALS liên quan tới quá
trình oxy hoá các amin thành gốc nitroxyl [16]; các gốc này lại phản ứng bằng
cách bẫy gốc ở cacbon trung tâm từ polyme làm xuất hiện các hydroxylamin
(>N–O–H) hay các hydroxylamin ête (N–O–P) có khả năng tái tạo gốc nitroxyl.
23
Do ñó, các chất ổn ñịnh HALS có thể sử dụng hoạt ñộng bảo vệ của nó nhiều lần
trước khi bị cạn kiệt. Cơ chế tổng quát của quá trình làm bền HALS ñược trình
bày trên hình 1.2 [17-20].
N H> N O*>
>
+
N O H
N O P>
N O*> + POOH
POO* POOP
POO*
hay
P*
C CH2
CH3
*
C CH
CH3
CH2
Hình 1.2. Sơ ñồ cơ chế ổn ñịnh quang của HALS
trong ñó >NH là amin gốc ; >N-O* là gốc nitroxyl ; P* là gốc macroankyl; >N-
O-H là hydroxylamin; >N-O-P là ête hydroxylamin; POO* là peroxyl; POOH là
hydroperoxit; POOP là peroxit.
Cơ chế ổn ñịnh quang của HALS ñã ñược nghiên cứu bằng cộng hưởng từ
hạt nhân (chuyển dịch hoá học proton, sự tạo thành gốc tự do nitroxy bền - NO•
và cơ chế bảo vệ quang của HALS). Kết quả cho thấy hiệu ứng cảm ứng tồn tại
trong vòng piperidin của HALS. Các nhóm thế ở vị trí 1,4 trong vòng piperidin
có thể ảnh hưởng tới sự tạo thành - NO•. Cơ chế bảo vệ quang của HALS không
thể chỉ giải thích trên cơ sở hoạt ñộng bắt gốc tự do của - NO•. Nó còn kèm theo
quá trình bẫy gốc tự do, phân huỷ hydropeoxit và dập trạng thái kích thích oxy
singlet [21].
HALS có thể tác ñộng theo nhiều cách lên các yếu tố vật lí và hóa học
kiểm soát ñộ bền polyme:
+ Cơ chế oxi hóa khử cho - nhận bẻ gãy mạch thông qua trung gian
nitroxyl/hydroxylamin thế
+ Phân hủy các hidropeoxit bằng amin trong khi gia công
+ Ức chế phản ứng quang của nhóm cacbonyl α-β không no trong
polyolefin.
+ Giảm hiệu suất lượng tử của quá trình quang phân hidroperoxit
24
+ Dập tắt phân tử oxi ñơn ñiện tử (chỉ trong polydien)
+ Tạo phức với hidropeoxit/oxi
+ Tạo phức với ion kim loại chuyển tiếp
Hiệu quả của bất kỳ phụ gia nào mà chức năng của nó phụ thuộc cấu trúc
hoá học ñều cần tới một mức ñộ linh ñộng trong nền polyme. ðiều này có nghĩa
là tăng TLPT của chất ổn ñịnh, hoạt tính của nó có thể giảm. Các kết quả ño
khuếch tán của HALS oligome qua màng LDPE trương bằng phương pháp thẩm
thấu cho thấy chỉ có 4% oligome thấm qua màng. Số liệu cũng cho thấy các
phân tử oligome chỉ chứa 1 ñơn vị cấu trúc có thể khuếch tán qua nền LDPE với
tốc ñộ tương ñương các chất ổn ñịnh thấp phân tử. ðiều này thường dẫn tới việc
tối ưu hoá TLPT của các chất ổn ñịnh oligome và giá trị tối ưu này khoảng
2500-3000 [22].
Quá trình quang oxy hoá polyme ñược ổn ñịnh thường ñi kèm với hao hụt
của hầu hết các chất ổn ñịnh hiệu quả. Sự giảm nồng ñộ chất ổn ñịnh có thể gây
ra do tiêu thụ hoá học, liên quan trực tiếp ñến cơ chế ổn ñịnh, và hao hụt vật lý
của chất ổn ñịnh từ nền polyme, như bay hơi, rửa trôi…ðối với các chất ổn ñịnh
kiểu HALS, sản phẩm chuyển hoá của chúng có thể tái tạo trong quá trình ổn
ñịnh, bởi vậy tiêu thụ hoá học không quá quan trọng so với các hao hụt vật lý.
Kết quả nghiên cứu quá trình khuếch tán và ñộ tan của một số HALS trong
polyolefin thấy rằng giá trị ñộ tan quan trọng hơn tốc ñộ khuếch tán của HALS,
quyết ñịnh hiệu quả của chất ổn ñịnh [23].
Tiêu thụ và hao hụt vật lý của các chất ổn ñịnh phụ thuộc một số yếu tố
như bản chất của phụ gia, bản chất và hình dạng của mẫu polyme, môi trường,
ñộ tan của các chất ổn ñịnh trong polyme. Tiêu thụ chất ổn ñịnh diễn ra qua các
phản ứng quang hoá trong khi hao hụt vật lý diễn ra do khuếch tán lên bề mặt
polyme trong quá trình phơi sáng và sau ñó loại khỏi bề mặt do bay hơi, rửa trôi
hay khuếch tán vào vật liệu tiếp xúc với polyme. Tiêu thụ và hao hụt chất ổn
ñịnh cũng có thể liên quan tới quá trình phân huỷ chúng thành những mảnh nhỏ
hơn, sau ñó sự khuếch tán và bay hơi của những mảnh này, phản ứng giữa các
25
mảnh này và các phụ gia khác. Tiêu thụ và hao hụt chất ổn ñịnh làm tăng tốc
quá trình lão hoá của polyme hơn cả quá trình oxy hoá nhiệt hay oxy hoá quang
[24].
Các HALS thấp phân tử thường dễ bay hơi và không bền trong quá trình
gia công nhiệt của polyme dẫn ñến hiệu quả ổn ñịnh rất thấp. Một xu hướng ñể
phát triển HALS là tổng hợp HALS polyme có trọng lượng phân tử cao (HALS
polyme bền hơn nhi